3Dプリンターについて

製造業向け業務用3Dプリンターの導入で変わるモノづくり

2024/04/19

業務用3Dプリンターは製造業において革新的な技術として注目されています。これにより、製造方法が柔軟化し、保守パーツの供給が速くなりました。ただし、導入には技術の向上や新素材の開発が必要です。それでも、進化する3Dプリンターは課題を解決し、製造業界での活躍が期待されています。

製造業で業務用3Dプリンターが注目される理由

近年、製造業では業務用3Dプリンターが注目を集めています。この技術は、ものづくりを根本的に変革する新技術として位置づけられています。

2013年には、日本でもクリス・アンダーソン著の『MAKERS～21世紀の産業革命が始まる～』や経済産業省による「新ものづくり研究会（第1回）」などの議論により、3Dプリンターが注目を浴びました。

導入された現場では、最初は「お試し」としての活用に留まりました。これは、製造現場が従来の金型によるものづくりに慣れ親しんでおり、3Dプリンターのデータ中心の活用方法に馴染みがなかったためです。しかし、一部の製造業者はこの課題を乗り越え、3Dプリンターを活用することで柔軟かつ迅速な保守パーツ供給を実現しています。

例えば、航空機メーカーでは、必要に応じて3Dプリンターを使用して保守パーツを製造し、在庫を抱えることなく需要に対応しています。こうした臨機応変な活用が、業務用3Dプリンターの注目を高めている要因です。

業務用3Dプリンター導入で変わる製造業のものづくりと課題

業務用3Dプリンターの導入により、製造業のものづくりは大幅に変化します。新たな製造手法によって工程が効率化され、柔軟性が向上するでしょう。しかし、技術や素材の制約、精度や耐久性の課題など、導入に際して解決すべき課題もあります。

◇業務用3Dプリンター導入で変わることは？

業務用3Dプリンターの導入により、製造業のものづくりには大きな変化が訪れます。まず、製造工程が簡略化され、金型や締結部品の必要性が減り、効率が向上するでしょう。さらに、場所を選ばずに製品を作成できるため、生産の柔軟性が高まり、大規模なロットサイズに依存する必要がなくなります。

このような変化は、メーカーだけでなくユーザーにも利益をもたらします。複雑な形状の製造が可能になり、機能に基づいた製品設計が容易に実現することが可能です。社会的視点から見ると、3Dプリンターの導入により廃棄物が最小限に抑えられ、ゼロエミッションの推進に貢献します。

◇業務用3Dプリンター導入に際する製造現場での課題

業務用3Dプリンター導入に際する製造現場での課題は多岐にわたります。まず、高度な技術力が必要なプログラム作成が挙げられます。また、造形に必要な時間が長くなり、耐久性や精度にも不足が生じることがあるでしょう。さらに、素材の選択や新素材の開発による制約も存在します。

メーカー側では、造形スピードの低下や精度の問題、設計知識の必要性、造形に関する不具合などが課題です。ユーザー側では、メンテナンス性の低下やコスト上昇、新素材の開発が課題となります。そして、社会的視点から見ると、強度に関する問題も存在します。これらの課題を克服するためには、技術の向上や新たな技術開発が不可欠です。

進化する業務用3Dプリンターで課題を解決

業務用3Dプリンターの進化は、製造業における多くの課題を解決する可能性を秘めています。新しいプリンター技術の台頭により、製品の強度と精度が向上し、製造工程の効率化が図られています。

◇出力サービスを利用する

業務用3Dプリンターの進化に伴い、出力サービスの活用が重要です。出力サービスを利用することで、事前に造形物のイメージを確認できます。多くのサービスが存在しますが、信頼できるものを選ぶために、3D CADデータ変換や造形に関するアドバイスを提供しているかどうかを確認しましょう。

初めての使用でイメージ通りに出力されない場合もありますが、信頼できるサービスならばデータ修正やアドバイスも提供されます。出力サービスを活用することで、3Dプリンターによるものづくりの課題解決が可能となり、製造業のDXの実現に向けた道を切り拓くことが可能です。

◇高強度・高精度の業務用3Dプリンターの活用

高強度で高精度の業務用3Dプリンターは、幅広い分野で活用が進んでいます。最新のプリンターでは、軽量でありながら高い強度を持つパーツの試作や量産が可能です。特に、繊維材料を使用したモデルは、連続繊維を織り込んで造形し、非常に優れた強度を実現します。

さらに、金属プリンターは、低価格で本体機器を導入しやすく、外部委託に頼らずに製品を内製化できます。これにより、自動車業界や航空宇宙分野などの領域で、治具や部品の製造におけるコスト削減やイノベーションが加速される見込みです。

これらの技術の進化により、より強力で精密な製品が短期間で製造され、産業全体に革新がもたらされることが期待されています。

従来の課題を解決して製造業界で活躍する業務用3Dプリンター

製造業界における業務用3Dプリンターの活用が、従来の課題を解決し、新たな展開を見せています。製造業向けの3Dプリンターは製造業界に革新をもたらし、これからもその活躍が期待されています。

◇10倍の速さを可能にした業務用3Dプリンター

業務用3Dプリンターの進化により、10倍の速さで造形する新しい技術が登場しました。新たに開発された大型鋳造用砂型プリンターは、製造速度を従来の10倍に高めています。この驚異的な速度向上は、プリントヘッドの高速化や双方向化などの技術革新によるものです。さらに、製造後の乾燥・硬化時間も半分以下に短縮されました。

また、この3Dプリンターは従来の製品と比べて10倍の大きさに対応しており、大量生産に適しています。この革新的な技術により、産業機器や自動車製造などの分野で生産性が飛躍的に向上することが期待されます。

◇試作品製作のコストダウンを実現

ドイツのメーカーが3Dプリンターを導入し、試作品の製作コストを驚異的な97％削減しました。従来の射出成型によるサンプル品製造には8週間と4万ユーロもの費用がかかっていましたが、3Dプリンターを使った金型製造では、わずか3～4日で、1,000ユーロ程度で済むようになりました。この革新的な技術により、時間とコストの大幅な削減だけでなく、製造工程全体が効率化されています。